KR100227898B1 - 자동변속기용 유압제어 시스템 - Google Patents

Abstract

오일펌프에서 발생된 유압을 라인압으로 제어하고, 이 라인압을 보다 낮은 압력을 갖는 토오크압과 드라이브압으로 제어하여 마찰요소를 토오크압으로 제어한 후 드라이브압으로 제어하여 다단 변속을 실현하는 자동변속기용 유압제어 시스템에 있어서, N-D변속시 발생되는 변속 토크를 저감시켜 시프트 필링을 향상시키기 위하여, N레인지에서는 라인압에 의해서만 제어되도록 라인압 관로와 그 일측에 연결되고, D레인지에서는 라인압 및 토오크압과 드라이브압에 의하여 제어되도록 토오크압 관로와 드라이브압 관로와 연결되며, N-D변속시 토오크압에서 드라이브압으로 변환되어 마찰요소로 유압이 공급될 때 라인압 관로로 공급되는 유압을 배출시켜 변속 쇽크를 저감시키는 댐핑수단을 구비한 N-D컨트롤 밸브를 포함하는 자동변속기용 유압제어 시스템.

Description

자동변속기용 유압제어 시스템

본 발명은 자동변속기용 유압제어 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 N-D컨트롤 밸브의 작동을 지연시켜 N-D변속 과정에서 발생하는 변속 쇽크를 저감시켜 시프트 필링을 향상시키는 자동변속기용 유압제어 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 자동변속장치에는 기어 트레인이 다단 변속을 실현할 수 있도록 트랜스밋션 제어 유닛(TCU)에 의하여 제어되는 유압제어 시스템을 구비하고 있다.

상기 유압제어 시스템은 오일펌프에서 발생된 유압을 라인압으로 제어하고, 이 라인압을 보다 낮은 압력을 갖는 토오크압과 드라이브압으로 제어하여 먼저 토오크압으로 기어 트레인의 마찰요소를 제어한 후, 이 마찰요소에 드라이브압을 재공급하여 변속을 완료하도록 구성되어 있다.

따라서 상기와 같은 유압제어 시스템은 토오크압을 먼저 공급하고 드라이브압을 나중에 공급하여 기어 트레인의 마찰요소를 작동시키는 바, N-D변속시에 작동하게 되는 마찰요소를 이와 같이 라인압을 보다 낮은 압력을 갖는 토오크압과 드라이브압으로 제어하여 먼저 토오크압으로 기어 트레인의 마찰요소를 제어한 후, 이 마찰요소에 드라이브압을 재공급하여 변속을 완료하도록 구성되어 있다.

따라서 상기와 같은 유압제어 시스템은 토오크압을 먼저 공급하고 드라이브압을 나중에 공급하여 기어 트레인의 마찰요소를 작동시키는 바, N-D변속시에 작동하게 되는 마찰요소를 이와 같이 제어하기 위하여 N-D컨트롤 밸브를 구비하고 있다.

상기 N-D컨트롤 밸브는 중립 N레인지 상태에서는 라인압에 의해서만 제어되고, D레인지 1속 상태에서 토오크압이 마찰요소로 공급되고, 이 마찰요소로 공급되는 토오크압이 라인과 함께 이 밸브를 제어하여 드라이브압이 마찰요소로 공급될 수 있도록 구성되어 있다.

그러나 상기와 같은 자동변속기용 유압제어 시스템은 N-D컨트롤 밸브가 상기와 같이 일측에 작용하는 라인압과 다른 일측에 작용하는 라인압과 다른 일측에 작용하는 토오크압 및 드라이브압에 의하여 제어되므로 N-D변속시 토오크압 및 드라이브압이 짧은 시간내에 마찰요소로 공급되어 변속 쇼크를 유발시켜 시프트 필링을 저하시킨다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 단점을 극복하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 N-D변속시 발생되는 변속 쇼크를 저감시켜 시프트 필링을 향상시키는 자동변속기용 유압제어 시스템을 제공하는 데 있다.

이를 실현하기 위하여 본 발명에 따른 자동변속기용 유압제어 시스템은 오일 펌프에서 발생된 유압을 라인압으로 제어하고, 이 라인압을 보다 낮은 압력을 갖는 토오크압과 드라이브압으로 제어하여 마찰요소를 토오크압으로 제어한 후 드라이브압으로 제어하여 다단 변속을 실현하며, N레인지에서는 라인압에 의해서만 제어되도록 라인압 관로와 그 일측에 연결되고, D레인지에서는 라인압 및 토오크압과 드라이브압에 의하여 제어되도록 토오크압 관로와 드라이브압 관로와 연결되며, N-D 변속시 토오크압에서 드라이브압으로 변환되어 마찰요소로 유압이 공급될 때 라인압 관로로 공급되는 유압을 배출시켜 변속 쇽크를 저감시키는 댐핑수단을 구비한 N-D컨트롤 밸브를 포함한다.

상술한 바와 같이 구성되는 자동변속기용 유압제어 시스템은 N-D변속시 마찰요소로 공급되는 유압을 토오크압에서 드라이브압으로 전환시키는 N-D컨트롤 밸브의 댐핑수단으로 라인압의 배출을 제어하여 토으크압에서 드라이브압으로 변환 공급되는 시간을 지연시킨다.

이하 본 발명의 바람직한 구성 및 작용을 첨부한 도면에 의거하여 보다 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명에 관련하는 자동변속기용 유압제어 시스템의 N-D변속 과정에서 형성되는 유압 회로도.

제2도는 본 발명에 관련하는 자동변속기용 유압제어 시스템의 N-D컨트롤 밸브의 구성도이다.

제1도는 본 발명에 관련하는 자동변속기용 유압제어 시스템의 N-D변속 과정에서 형성되는 유압회로도로서, 오일펌프(1)에서 발생된 유압을 각 마찰요소로 공급 또는 배출시켜 전진 5속과 후진 1속의 변속을 실형할 수 있도록 구성되어 있다.

즉, 상기 유압 회로는 오일펌프(1)에서 발생된 유압을 복수의 마찰요소(3)에 선택적으로 공급하기 위하여, 먼저 오일펌프(1)에서 발생된 유압을 압력 조절 밸브(5)로 공급하여 라인압으로 조절하고, 운전자의 셀렉트 레버 작동으로 유로가 변경되는 매뉴얼 밸브(7)로 공급하며, 엔진의 토오크를 변환시켜 변속기의 입력축으로 전달시키는 토오크 컨버터(9)와 이에 내장된 컨버터 클러치를 제어하도록 컨버터 피이드 밸브(11) 및 컨버터 클러치 조절 밸브(13)로 공급할 수 있도록 구성되어 있다.

그리고 유압회로는 압력 조절 밸브(5)에서 조절된 라인압이 매뉴얼 밸브(7)에 의하여 드라이브압으로 변환되고, 이 드라이브압과 라인압이 상기한 마찰요소(3)들을 제어하도록 각속 클러치 밸브(15)와 이 클러치 밸브(15)들을 제어하는 각속 시프트 컨트롤 밸브(17)들로 공급할 수 있도록 유로를 형성하고 있다.

또 상기 각속 클러치 밸브(15)와 시프트 컨트롤 밸브(17)는 매뉴얼 밸브(7)를 통하여 공급되는 드라이브압을 공급받기도 하지만, 토오크 컨트롤 조절 밸브(19)에 의하여 압력 변환된 드라이브압을 컨트롤 스위치 밸브(21)에 의하여 선택된 유로로 공급받을 수 있는 유로로 연결되어 있다.

한편 압력 조절 밸브(5)로부터 압력 조절된 라인압을 공급받는 솔레노이드 서플라이 밸브(23)는 컨버터 클러치 조절 밸브(13), 압력 조절 밸브(5), 토오크 컨트롤 조절 밸브(19)를 제어하는 각각의 제1,2,3솔레노이드 밸브(S1,2,3)에 솔레노이드 서프랄이압을 공급할 수 있는 유로로 연결되어 있다.

그리고 컨트롤 스위치 밸브(21)와 시프트 컨트롤 밸브(15)는 압력 조절 밸브(5)로부터 공급받는 라인압을 제어하는 제4,5,6,7솔레노이드 밸브(S4,5,6,7)에 의하여 작동될 수 있도록 각각의 유로로 연결되어 있다.

한편 마찰요소(3) 중, D레인지 1속에서 작동하는 포워드 클러치(C1)로 토오크압이 공급된 후 드라이브압이 공급될 수 있게 하는 N-D컨트롤 밸브(25)가 구비되어 있다.

상기 N-D컨트롤 밸브(25)는 토오크 컨트롤 조절 밸브(19)로부터 토오크압을, 압력 조절 밸브(5)로부터 라인압을, 매뉴얼 밸브(7)로부터 드라이브압을 각각 선택적으로 공급받을 수 있도록 토오크압 관로(27), 라인압 관로(29), 드라이브압 관로(31)에 각각 연결되어 있다.

또 N-D컨트롤 밸브(25)는 제2도에 도시된 바와 같이, 라인압 관로(29)와 연결되는 제1포트(33), 토오크압 관로(27)와 연결되는 제2포트(35), 드라이브압 관로(31)와 연결되는 제3포트(37)를 구비하고 있다.

그리고 N-D컨트롤 밸브(25)는 상기 제2,3포트(35,37)로 공급되는 토오크압 및 드라이브압을 포워드 클러치(C1)에 선택적으로 공급하도록 연결되는 제4포트(39), 상기 제1,2,3포트(33,35,37)로 공급되는 유압에 의하여 제어되어 제4포트(39)로 유압 공급 및 차단을 가능케 하는 밸브스풀(41), 상기 라인압 관로(29)와 연결되는 제1포트(33)로 공급되는 유압을 밸브스풀(41)의 일측에 작용시키면서 배출시킬 수 있도록 밸브스풀(41)의 일측에 제공되는 슬리이브(43)를 포함하는 구조로 이루어져 있다.

상기 작용이 가능하도록 N-D컨트롤 밸브(25)의 슬리이브(43)에는 제1포트(33)로 공급된 유압이 배출포트(EX)로 배출되도록 밸브스풀(41)의 원주 방향과 밸브스풀(41)의 길이 방향으로 각각의 오리피스(45,47)가 형성되어 있다.

그리고 상기한 밸브수풀(41)은 제2,3포트(35,37)로 공급되어 제4포트(39)로 공급되는 유압이 작용하는 유압 작용면을 형성한 제1랜드(49), 이 제1랜드(49)와 함께 제4포트(39)를 제2,3포트(35,37)에 선택적으로 연통시키도록 제1랜드(49)의 인접측에 이와 동일 크기의 유압 작용면으로 형성된 제2랜드(51), 제1포트(33)로 공급되는 라인압이 밸브스풀(41)을 도면에서 보다 우측으로 제어할 수 있도록 제2랜드(51)의 인접측에 제2랜드(51)보다 작은 크기의 유압 작용면으로 형성된 제3랜드(53)를 포함하는 구조로 이루어져 있다.

상술한 바와 같은 자동변속기용 유압제어 시스템을 구비한 차량의 셀렉트 레버로 중립 N레인지를 선택하면, 오일펌프(1)에서 발생된 유압은 압력 조절 밸브(5)에서 라인압으로 제어되어 컨버터 피이드 밸브(11)와 컨버터 클러치 조절 밸브(13)를 통하여 토오크 컨버터(9)를 비롯하여, 매뉴얼 밸브(7), 솔레노이드 서플라이 밸브(23), 제5,6,7솔레노이드 밸브(S5,6,7), 한 클러치 밸브(13)를 통하여 한 마찰요소(13), 컨트롤 스위치 밸브(21) 및 N-D컨트롤 밸브(25)로 각각 공급된다.

이때 솔레노이드 서플라이 밸브(23)는 라인압을 솔레노이드 서플라이압으로 변환시켜 제1,2,3솔레노이드 밸브(S1,2,3)로 공급한다.

상기와 같은 중립 N레인지 상태에서 셀렉트 레버를 주행 D레인지로 이동시키면, 매뉴얼 밸브(7)에서 라인압이 드라이브압으로 변환되어 토오크 컨트롤 조절 밸브(19)와 N-D컨트롤 밸브(25) 그리고 하나의 시프트 컨트롤 밸브(15)로 공급되며, 트랜스밋션 제어 유닛(TCU)이 제3솔레노이드 밸브(S3)를 온에서 오프로 듀티 제어한다.

따라서 토오크 컨트롤 조절 밸브(19)로 공급되는 드라이브압은 토오크압으로 변환되어 토오크압 관로(27)를 통하여 N-D컨트롤 밸브(25)의 제2포트(35)로 공급된다.

이 제2포트(35)로 공급된 토오크압은 이의 제1,2랜드(49,51)에 의하여 연통된 제4포트(39)를 통하여 포워드 클러치(C1)로 공급되어 이 마찰요소를 약하게 작동시킨다. 이 때 제4포트(39)로 공급되는 토오크압이 리턴되어 제1랜드(49)의 일측에 작용하여 제2랜드(51)에 작용하는 라인압을 극복하면서 밸브스풀(41)을 도면에서 보다 우측으로 이동시키므로 제2,4포트(35,39)의 연통이 차단되고 제3,4포트(37,39)가 연통된다.

따라서 드라이브압 관로(31)로 공급되어 제3포트(37)에 대기하던 드라이브압이 연통된 제3,4포트(37,39)를 통하여 포워드 클러치(C1)로 공급되어 이 마찰요소를 완전히 작동시켜 D레인지 1속을 실현시킨다.

상기와 같이 포워드 클러치(C1)로 유압을 공급하여 1속을 실현하도록 N-D컨트롤 밸브(25)의 밸브스풀(41)이 우측으로 이동할 때 제3랜드(53) 외주에 설치된 슬리이브(43)는 이에 형성된 오리피스(45,47)와 배출포트(EX)를 통하여 제1포트(33)로 공급되는 유압을 배출시키면서 밸브스풀(41)이 우측으로 밀리어 제3,4포트(37,39)가 신속하게 연통되는 것을 방지시킨다.

즉, 슬리이브(45)에 형성된 오리피스(45,47)는 토오크압에서 드라이브압으로 변환되는 시간을 지연시켜 포워드 클러치(C1)가 변속 충격없이 작동될 수 있게 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 자동변속기용 유압제어 시스템은 N-D컨트롤 밸브에 댐핑수단을 구비하여 N-D변속시 라인압의 배출을 제어하여 토오크압에서 드라이브압의 변환 공급되는 시간을 지연시키므로 변속 쇽크를 감소시켜 시프트 필링을 향상시킬 수 있다.

Claims (4)

1. 오일펌프에서 발생된 유압을 라인압으로 제어하고, 이 라인압을 보다 낮은 압력을 갖는 토오크압과 드라이브압으로 제어하여 마찰요소를 토오크압으로 제어한 후 드라이브압으로 제어하여 다단 변속을 실현하는 자동변속기용 유압제어 시스템에 있어서, N 레인지에서는 라인압에 의해서만 제어되도록 라인압 관로와 그 일측에 연결되고, D 레인지에서는 라인압 및 토오크압과 드라이브압에 의하여 제어되도록 토오크압 관로와 드라이브압 관로와 연결되며, N-D변속시 토오크압에서 드라이브압으로 변환되어 마찰요소로 유압이 공급될 때 라인압 관로로 공급되는 유압의 배출시 이를 제어하여 변속 쇽크를 저감시킬 수 있도록 하는 오리피스를 보유하는 슬리이브를 구비한 N-D컨트롤 밸브를 포함하는 자동변속기용 유압제어 시스템.
2. 제1항에 있어서, N-D컨트롤 밸브는 라인압을 공급받도록 라인압 관로와 연결되는 제1포트와; 토오크압을 공급받도록 토오크압 관로와 연결되는 제2포트와; 드라이브압을 공급받도록 드라이브압 관로와 연결되는 제3포트와; 상기 제2,3포트로 공급되는 토오크압 및 드라이브압을 마찰요소에 선택적으로 공급하도록 마찰요소와 연결되는 관로에 연결되는 제4포트를 보유하는 밸브보디와; 상기 제1,2,3포트로 공급되는 유압에 의하여 제어되면서 제4포트로의 유압공급 및 차단을 가능케 하는 밸브스풀과; 상기 라인압 관로와 연결되는 제1포트로 공급되는 유압을 밸브스풀의 일측에 작용시키면서 배출시킬 수 있도록 밸브스풀의 일측에 제공되는 슬리이브를 포함하는 자동변속기용 유압제어 시스템.
3. 제2항에 있어서, 밸브스풀은 제2,3포트로 공급되어 제4포트로 공급되는 유압이 작용하는 제1랜드와; 상기 제1랜드와 함께 제4포트를 제2,3포트에 선택적으로 연통시키도록 제1랜드와 이웃하여 형성되는 제2랜드와; 상기 제1포트로 공급되는 라인압이 밸브스풀을 제어할 수 있도록 제2랜드의 인접측에 제2랜드보다 작은 단면적을 갖는 제3랜드를 포함하여 이루어지는 자동변속기용 유압제어 시스템.
4. 제2항에 있어서, 슬리이브의 오리피스는 밸브스풀의 원주 방향으로 유압 배출이 가능하도록 배치된 제1오리피스와 밸브스풀의 길이방향의 유압 배출이 가능하도록 형성된 제2오리피스로 이루어짐을 특징으로 하는 자동변속기용 유압제어 시스템.